高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí) 第2章第2練　力的合成與分解（含詳解）

1．三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是F1、F2、F3，關(guān)于它們合力F的大小，下列說法正確的是()A．F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)力大C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零2.(2021·重慶卷·1)如圖所示，人游泳時(shí)若某時(shí)刻手掌對(duì)水的作用力大小為F，該力與水平方向的夾角為30°，則該力在水平方向的分力大小為()A．2FB.eq\r(3)FC．FD.eq\f(\r(3),2)F3.用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持兩繩等長(zhǎng)且懸點(diǎn)不變。木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后()A．F1不變，F(xiàn)2變大 B．F1不變，F(xiàn)2變小C．F1變大，F(xiàn)2變大 D．F1變小，F(xiàn)2變小4．(多選)(2023·四川綿陽市鹽亭中學(xué)一模)圖甲、乙、丙、丁所示的四種情況是某一質(zhì)點(diǎn)在同一平面內(nèi)同時(shí)受到的三個(gè)共點(diǎn)力，若坐標(biāo)紙中每格邊長(zhǎng)表示1N的大小的力，則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)所受的合力的說法中正確的是()A．圖甲中質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小是12N，方向水平向右B．圖乙中質(zhì)點(diǎn)所受的合力等于0C．圖丙中質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小是8N，方向豎直向上D．圖丁中質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小等于5N5.(多選)(2024·河北衡水市武強(qiáng)中學(xué)檢測(cè))如圖，家用小型起重機(jī)拉起重物的繩子一端固定在起重機(jī)斜臂頂端，另一端跨過動(dòng)滑輪A和定滑輪B之后與電動(dòng)機(jī)C相連。起重機(jī)正將重為G的重物勻速豎直上拉，忽略繩子與滑輪的摩擦以及繩子和動(dòng)滑輪A的重力，∠ABC＝60°，則()A．繩子對(duì)定滑輪B的作用力方向豎直向下B．繩子對(duì)定滑輪B的作用力方向與BA成30°角斜向下C．繩子對(duì)定滑輪B的作用力大小等于GD．繩子對(duì)定滑輪B的作用力大小等于eq\f(\r(3),2)G6．(2024·湖北襄陽市第一中學(xué)月考)在藥物使用中應(yīng)用到很多物理知識(shí)。甲、乙兩圖分別是用注射器取藥的情景和針尖刺入瓶塞的示意圖，針尖的頂角很小，醫(yī)生沿著注射器施加一個(gè)較小的力F，針尖會(huì)對(duì)瓶塞產(chǎn)生很大的推力?，F(xiàn)只分析圖乙的針尖傾斜側(cè)面與水平側(cè)面對(duì)瓶塞產(chǎn)生的兩個(gè)推力，則()A．針尖在兩個(gè)側(cè)面上對(duì)瓶塞的兩個(gè)推力是等大的B．針尖在傾斜側(cè)面上對(duì)瓶塞的推力比水平側(cè)面的推力大C．若F一定，使用頂角越小的針尖，則傾斜側(cè)面對(duì)瓶塞產(chǎn)生的推力就越小D．針尖在傾斜側(cè)面上對(duì)瓶塞的推力FN＝Fcosθ7．(2024·云南省昆明八中等三校聯(lián)考)已知兩分力的大小分別為F1和F2，且F1>F2，θ是兩分力的合力與F1的夾角的最大值，下列結(jié)論正確的是()A．sinθ＝eq\f(F2,F1) B．sinθ＝eq\f(F2,\r(F1＋F2))C．tanθ＝eq\f(F2,F1) D．tanθ＝eq\f(F1,F2)8．(多選)(2024·廣東廣州市質(zhì)檢)耙在中國(guó)已有1500年以上的歷史，北魏賈思勰著《齊民要術(shù)》稱之為“鐵齒楱”，將使用此農(nóng)具的作業(yè)稱作耙。如圖甲所示，牛通過兩根耙索拉耙沿水平方向勻速耙地。兩根耙索等長(zhǎng)且對(duì)稱，延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為O1，夾角∠AO1B＝60°，拉力大小均為F，平面AO1B與水平面的夾角為30°(O2為AB的中點(diǎn))，如圖乙所示。忽略耙索質(zhì)量，下列說法正確的是()A．兩根耙索的合力大小為FB．兩根耙索的合力大小為eq\r(3)FC．地對(duì)耙的水平阻力大小為eq\f(3F,2)D．地對(duì)耙的水平阻力大小為eq\f(F,2)9.磁力防盜扣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，在錐形金屬筒內(nèi)放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出)，工作時(shí)彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部，同時(shí)，小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里，鎖死防盜扣。當(dāng)用強(qiáng)磁場(chǎng)吸引防盜扣的頂部時(shí)，鐵環(huán)和小鐵珠向上移動(dòng)，防盜扣松開，已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角剛好是90°，彈簧通過鐵環(huán)施加給每個(gè)小鐵珠豎直向下的力F，小鐵珠鎖死防盜扣，每個(gè)小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力大小為(不計(jì)摩擦以及小鐵珠的重力)()A.eq\r(2)FB.eq\f(\r(2),2)FC．FD.eq\r(3)F10.如圖所示，輕繩MN的兩端固定在水平天花板上，物體A系在輕繩MN的某處，懸掛有物體B的光滑輕滑輪跨在輕繩MN上。系統(tǒng)靜止時(shí)的幾何關(guān)系如圖，則A與B的質(zhì)量之比為()A．1∶1B．1∶2C．1∶eq\r(3)D.eq\r(3)∶211.如圖所示是擴(kuò)張機(jī)的原理示意圖，A、B為活動(dòng)鉸鏈，C為固定鉸鏈，在A處作用一水平力F，B就以比F大得多的壓力向上頂物體D，已知圖中2l＝1.0m，b＝0.05m，F(xiàn)＝400N，B與左側(cè)豎直墻壁接觸，接觸面光滑，鉸鏈和桿受到的重力不計(jì)，求：(1)擴(kuò)張機(jī)AB桿的彈力大小(用含α的三角函數(shù)表示)；(2)D受到向上頂?shù)牧Φ拇笮　?2．一重力為G的圓柱體工件放在V形槽中，槽頂角α＝60°，槽的兩側(cè)面與水平方向的夾角相等，槽與工件接觸處的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，大小為μ＝0.25，則：(1)要沿圓柱體的軸線方向(如圖甲所示)水平地把工件從槽中拉出來，人至少要施加多大的拉力？(2)現(xiàn)把整個(gè)裝置傾斜，使圓柱體的軸線與水平方向成37°角，如圖乙所示，且保證工件對(duì)V形槽兩側(cè)面的壓力大小相等，發(fā)現(xiàn)工件能自動(dòng)沿槽下滑，求此時(shí)工件所受槽的摩擦力大小。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)第2練力的合成與分解1．C[三個(gè)大小分別是F1、F2、F3的共點(diǎn)力合成后的最大值一定等于F1＋F2＋F3，但最小值不一定等于零，只有當(dāng)某一個(gè)力的大小在另外兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)時(shí)，這三個(gè)力的合力才可能為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合力可能比三個(gè)力都大，也可能比三個(gè)力都小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；合力能夠?yàn)榱愕臈l件是三個(gè)力的矢量箭頭能組成首尾相接的三角形，任意兩個(gè)力的和必須大于第三個(gè)力，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。]2．D[沿水平方向和豎直方向?qū)⑹终茖?duì)水的作用力分解，則有該力在水平方向的分力大小為Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)F，故選D。]3．A[由于木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此維修前后合力F1都是零，保持不變，兩輕繩各剪去一段后長(zhǎng)度變短，懸掛木板時(shí)輕繩與豎直方向的夾角變大，根據(jù)力的合成知，合力不變，兩分力夾角變大時(shí)，兩分力的大小變大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]4．AC[題圖甲知F1、F2的合力為8N，水平向右，與F3方向一致，則3個(gè)力的合力為12N，方向水平向右，故A正確；對(duì)題圖乙，F(xiàn)3與F2的合力與F1大小相等，方向相同，所以3個(gè)力的合力為6N，方向水平向右，故B錯(cuò)誤；題圖丙中，將F3與F2正交分解，則水平方向大小相等，方向相反；豎直方向合力為5N，則3個(gè)力的合力大小為8N，方向豎直向上，故C正確；題圖丁中，將F3與F2正交分解，水平方向合力大小為1N，豎直方向合力為4N，所以3個(gè)力的合力在水平方向的大小為1N，在豎直方向?yàn)?N，由勾股定理求得合力大小等于eq\r(10)N，故D錯(cuò)誤。]5．BD[繩子對(duì)定滑輪B的作用力為BA和BC兩段繩子彈力的合力，方向不可能豎直向下，故A錯(cuò)誤；重物勻速運(yùn)動(dòng)，則任意段繩子的彈力等于重物重力的一半，即eq\f(G,2)。由平行四邊形定則可知，合力方向沿∠ABC的角平分線，與BA夾角為30°斜向下，大小為eq\f(\r(3)G,2)，故B、D正確，C錯(cuò)誤。]6．B[將力F分解在垂直于針尖的兩個(gè)側(cè)面的方向上，如圖所示，由幾何關(guān)系知，針尖在傾斜側(cè)面上對(duì)瓶塞的推力FN比水平側(cè)面的推力FN′大，故A錯(cuò)誤，B正確；由三角函數(shù)得FN＝eq\f(F,sinθ)，F(xiàn)N′＝eq\f(F,tanθ)，若F一定，使用頂角越小的針尖，則傾斜側(cè)面對(duì)瓶塞產(chǎn)生的推力就越大，故C、D錯(cuò)誤。]7．A[由三角形定則可知，當(dāng)F2與合力的方向垂直時(shí)，θ最大，此時(shí)有sinθ＝eq\f(F2,F1)，故選A。]8．BC[兩根耙索的合力大小為F′＝2Fcos30°＝eq\r(3)F，A錯(cuò)誤，B正確；由平衡條件得，地對(duì)耙的水平阻力大小為Ff＝F′cos30°＝eq\f(3,2)F，C正確，D錯(cuò)誤。]9．C[以一個(gè)小鐵珠為研究對(duì)象，將力F按照作用效果進(jìn)行分解如圖所示。由幾何關(guān)系可得小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力大小為FN＝eq\f(F,tan45°)＝F，故C正確。]10．A[對(duì)物體A上方繩結(jié)受力分析，如圖甲所示，根據(jù)共點(diǎn)力平衡及幾何關(guān)系可知，合力正好平分兩個(gè)分力的夾角，可得F1＝mAg，對(duì)滑輪受力分析，如圖乙所示，由幾何關(guān)系得F2＝mBg，根據(jù)同一根輕繩拉力特點(diǎn)可知F1＝F2，則mA＝mB，得eq\f(mA,mB)＝eq\f(1,1)，A正確。]11．(1)eq\f(200,cosα)N(2)2000N解析(1)將力F按作用效果沿AB和AC兩個(gè)方向進(jìn)行分解，如圖甲所示，且F1＝F2，則有2F1cosα＝F，則擴(kuò)張機(jī)AB桿的彈力大小為F1＝eq\f(F,2cosα)＝eq\f(200,cosα)N(2)再將F1按作用效果分解為FN和FN′，如圖乙所示，則有FN＝F1sinα，聯(lián)立得FN＝eq\f(Ftanα,2)，根據(jù)幾何知識(shí)可知tanα＝eq\f(l,b)＝10，則FN＝5F＝20